董祥龍 趙淑嫻 王 淵
(華能南京金陵發(fā)電有限公司,江蘇 南京210034)
#1機組啟動以來,各級受熱面總體壁溫情況良好,但四過B側(cè)No.1.9管壁高負荷情況下極易超溫,需要大幅度降低四過B側(cè)的換熱量才能將其溫度控制在報警值以下,這樣就對鍋爐的運行產(chǎn)生了以下不良影響:(1)限制了主汽溫度向額定值提升,影響了機組的熱效率。(2)A側(cè)受熱面換熱量相應會增大,容易導致A側(cè)管壁超溫。(3)調(diào)整兩側(cè)受熱情況必定導致爐內(nèi)煙氣動力場和溫度場偏斜,會導致高煙溫、高煙氣流速的受熱面積灰、磨損情況嚴重。(4)壁溫超限限制對鍋爐燃用煤種的選用,高發(fā)熱量煤種爐膛出口煙溫高,高水分時煙氣流量大,都會加劇管壁超溫。
對四過No.1.9的超溫原因進行分析,制定出相應的運行過程中的注意事項,才能更好地保證鍋爐運行參數(shù),保證爐內(nèi)設備的運行工況,使鍋爐長期穩(wěn)定運行。
我廠四過布置于折焰角上方的水平煙道處,為對流式換熱器,共有100片屏,每片屏由16根管組成,工作煙溫為進口997℃,出口為917℃。在#1機組臨停前,四過最容易超溫的是B側(cè)的3.16點,本次易超溫的1.9點位于最靠近左墻的一面屏,另外選取最靠近1.9點的1.10點進行比較。
圖1為停機前四過3.16、1.9、1.10壁溫情況,在550MW負荷穩(wěn)定運行時,壁溫測點3.16為605℃,1.9為584℃,1.10為573℃。3.16更靠近煙道中部,煙溫稍高;1.9與1.10點靠近側(cè)墻,煙氣流動性稍差,煙溫稍低,由此分析壁溫情況正常。在由550MW升負荷至770MW的過程中三點壁溫的變化斜率基本相同,當升負荷到達770MW,機組負荷還不穩(wěn)定時,壁溫測點3.16為614℃,1.9為598℃,1.10為589℃,三點溫度差值與550MW時基本相同。
圖1 停機前四過3.16、1.9、1.10壁溫情況
圖2顯示的是機組810MW負荷穩(wěn)定運行時的壁溫情況,壁溫測點3.16為616℃,1.9為597℃,1.10為587℃。由此可以看出在停機前,無論是在穩(wěn)定負荷還是變負荷工況下,三個選取點差值基本穩(wěn)定,3.16點比1.9點高20℃左右,1.9點比1.10點高10℃左右。
圖2 機組810MW負荷穩(wěn)定運行時的壁溫情況
圖3為本次機組啟動過程中三點壁溫的變化情況,在負荷升至660MW 時,壁溫測點3.16為536℃,1.9為527℃,1.10為511℃;當升負荷至770MW時,壁溫測點3.16為566℃,1.9為562℃,1.10為543℃,三點壁溫情況還是3.16最高,但是1.9與1.10差值接近20℃,比停機前的10℃增大,而與3.16的差值減小,說明在啟動過程中1.9點的壁溫有所升高。
圖3 本次機組啟動過程中三點壁溫的變化情況
圖4為機組啟動后主再熱汽溫度不再受限的壁溫情況,在530MW負荷穩(wěn)定運行時,壁溫測點3.16為579℃,1.9為541℃,1.10為544℃;當升負荷至900MW時,壁溫測點3.16為594℃,1.9為619℃,1.10為571℃。曲線情況顯示,在低負荷時3.16點溫度仍最高,1.9與1.10點相差不大,但在機組升負荷至900MW的過程中,壁溫變化情況明顯不同,3.16點與1.10點變化斜率基本相同,壁溫緩慢上升,但1.9點變化曲線斜率明顯變大,壁溫快速上升,變化斜率基本與負荷的變化情況相同。
圖4 機組啟動后主再熱汽溫度不再受限的壁溫情況
(1)停機前及停機過程中,三個樣本點的溫度和差值,無論是在變負荷過程中還是在穩(wěn)定負荷工況下,變化的速率基本相同,壁溫都是3.16點最高,1.9點次之,1.10點最低,3.16經(jīng)常會有超溫情況,基本差值是3.16比1.9高20℃,1.9比1.10高10℃,說明三個樣本點無論是外部的煙氣換熱情況還是管內(nèi)的蒸汽動力工況,變化情況基本相同。
(2)本次機組啟動過程中,爐內(nèi)熱負荷較低,爐膛煙溫還沒有升高時,即使機組剛啟動時負荷上升到800MW左右,三個樣本點溫度最高的還是3.16點,1.9壁溫即使上升也沒有超過3.16,但是發(fā)現(xiàn)1.9的壁溫變化斜率要大于另外兩點,更趨同于負荷的變化速率,此時1.9點的變化趨勢已有異常,但由于爐膛出口煙溫低,所以不明顯。
(3)機組穩(wěn)定運行后,在負荷較低時,爐膛出口煙溫較低,壁溫1.9與1.10基本相同,低于3.16點30℃左右,而在高負荷時,從近幾天運行情況看是在850MW以上時,1.9點壁溫會隨負荷大幅上升,上升斜率基本與負荷上升的斜率一致,負荷穩(wěn)定后會稍有改善,而3.16點在本次啟動后壁溫明顯改善,高負荷時遠低于1.9,基本能維持在600℃以下,說明在本次啟停機過程中,3.16點經(jīng)過大幅度的擾動,原來的節(jié)流孔或彎頭處的雜質(zhì)被清除,管內(nèi)蒸汽流動性變好,換熱情況大為改善,而1.9點在啟動過程中,可能在入口節(jié)流孔處堵塞了雜物,或者是在彎頭處產(chǎn)生了氧化皮,管內(nèi)蒸汽流量小,當?shù)拓摵蓵r,由于蒸汽流速較低,管內(nèi)蒸汽動力性惡化的情況不那么明顯,在機組負荷升高、爐內(nèi)熱負荷大幅增加時,管外煙氣溫度和煙氣量大幅增加,而管內(nèi)蒸汽量增加不足,導致1.9管換熱惡化,管壁超溫。
在近幾天運行過程中,機組負荷變化幅度也很大,但四過1.9點的壁溫情況并沒有得到改善,這說明在機組運行過程中一旦管內(nèi)節(jié)流孔或彎頭處堵塞了雜物,就難以被清除,在#1機組B修前,可能會一直有四過1.9點易超溫的情況,這就要求我們在日常運行中注意以下幾點:(1)采用壓低火焰中心,盡量投用下層磨,減少上層磨的煤量,下擺燃燒器擺角,開大AA風等手段來降低爐膛出口煙溫。(2)降低過熱度,讓鍋爐受熱前移至水冷壁,減小對流受熱面的換熱量。(3)嚴格執(zhí)行部門吹灰相關(guān)規(guī)定,改善受熱面的換熱情況。(4)加強配煤管理,從實際情況來看,上層磨盡量不燃用高熱值煤種,#1爐可以多上高揮發(fā)分煤種以縮短火焰長度,少用高水分煤種,以免煙氣流量過大。(5)鍋爐合理配風,在保證鍋爐燃燒穩(wěn)定的前提下,盡量降低鍋爐氧量,以減少煙氣流量。(6)嚴密監(jiān)視各受熱面特別是易超溫點的管壁溫度,對其在不同運行工況下的變化情況做到心中有數(shù)。(7)在高負荷時,對易超溫點提前控制,如果壁溫上漲過快,可以采取降低升負荷速率、降低主汽溫度等手段,如果實在無法控制,可以向中調(diào)申請停止升負荷。
隨著一大批高參數(shù)、大容量超(超)臨界燃煤機組的投產(chǎn),鍋爐的高溫受熱面氧化皮問題日益嚴重,成為鍋爐爆管的主要原因之一,同時也帶來了傳熱惡化、汽輪機固體顆粒侵蝕、主汽門卡澀、葉片損壞等諸多問題,對機組運行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性產(chǎn)生了極大困擾,已成為威脅大容量機組正常運行的主要障礙之一。所以對于電廠的管理和工程技術(shù)人員而言,必須充分認識氧化皮的生成機理和剝落特性,并采取運行、檢測和維護等多種手段降低氧化皮問題帶來的損害,以不斷提升機組的運行管理水平。
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